Механическое движение. Тело отсчета презентация

Познакомимся
с одним из разделов физики – механика.
Механика изучает простейшую форму движения материи – механическое движение.
Механическим движением называется изменение с течением времени положения тела в пространстве относительно других тел.
МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ

Механическим движением называется изменение положения тела в пространстве с течением времени относительно других тел.

Изучить движение тела – значит определить, как изменяется
его положение с течением времени.
Если это известно, можно узнать положение тела в любой
момент времени.
С учётом этого можно сформулировать основную задачу механики:
МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ
Основная задача механики состоит в том, чтобы
определить положение тела в любой момент времени.

Определение положения и описание движения материальных тел зависят от выбора тела отсчёта.
ТЕЛО ОТСЧЕТА

ТЕЛО ОТСЧЕТА

Относительно чего неподвижен мотоциклист?.
Относительно чего он движется?.
Вывод: Движение и покой относительны.
Относительность движения.

1. Движутся ли пассажиры, сидящие в поезде, относительно вагона? Относительно Земли?
2. Движутся ли вагоны относительно локомотива?
Относительно друг друга?
Поезд движется между станциями

Относительно каких тел лебедь находится в покое?
Относительно каких тел лебедь движется?
Лебедь на льдине

Чтобы определять изменение положения тела в
пространстве, нужно, прежде всего, уметь определять
это положение.
Но при этом возникают некоторые затруднения,
связанные с тем, что тело имеет размеры.
К счастью, при решении многих задач размерами
тела можно пренебречь, рассматривая тело как одну
точку. При этом описание движения тела намного
упрощается.
МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА

Тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, называется материальной точкой.
Автомобиль, находящийся далеко от шлагбаума можно считать материальной точкой.
Автомобиль вблизи шлагбаума
нельзя считать материальной точкой.
МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА
Можно или нельзя считать
тело материальной точкой
зависит не от размеров тела,а от поставленной задачи.

В процессе движения материальная
точка занимает различные положения
в пространстве относительно тела
отсчёта.
При этом движущаяся точка
«описывает» в пространстве какую-то
линию. Иногда эта линия видна.
Часто траектория – невидимая линия.
Траекторией движения тела
(материальной точки)
называется линия в пространстве,
по которой движется это тело.
ТРАЕКТОРИЯ

Траектория может быть прямой и кривой линией.
Соответственно форме траектории движение
бывает прямолинейным или криволинейным.
ТРАЕКТОРИЯ

Траектория планеты Нибиру.
Траектория движения самолета
Траектория движения автомобилей по
шоссе.
Траектория движения автомобиля
во время аварии
Виды траекторий.

Человек едет на велосипеде по прямой дороге.
По какой траектории движется велосипед?
Какую траекторию описывает при движении ось колеса (т. А)?
Какую траекторию описывает точка на ободе колеса (т. Б) ?
Какую траекторию описывает точка на педали (т. В) ?
• А
• Б
• В

прямолинейное криволинейное
Механическое движение
( по траектории)

Длина траектории или пройденной части траектории, которую описывает материальная точка за данный промежуток времени, называется путём.
ТРАЕКТОРИЯ, ПУТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЕ
Путь обозначается - …
Единица измерения пути
- …
S
м

Путь – длина траектории, по которой движется тело.

Единицы пути

1. От дома до школы Маша проходит 1,2 км. В СИ этот путь равен
120 м 1200 см 1200 м 12000 см
2. Черепаха проползла 35 см. В СИ этот путь равен
3,5 м 350 мм 0,35 м 3,5 дм
3. Выразите в метрах
5см =
69 дм =
0,27 км =
48 мм =
Проверьте себя!
0,05 м
6,9 м
270 м
0,048 м

Человеку в различных сферах деятельности приходится рассчитывать,где будет находиться движущееся тело
в заданный момент времени.
Часто, даже если мы знаем путь,
не можем решить задачу.
Например. Задание во время турпохода (рис. 1):
«Дойди до перекрёстка и пройди ещё 5 км, там мы встретимся ». Легко выполнить?
Рис. 1
Рис. 2
ТРАЕКТОРИЯ, ПУТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЕ

Тело можно считать материальной точкой только в тех случаях,
когда его размеры малы по сравнению с проходимым
расстоянием, а, значит, формой, вращением можно пренебречь
Любое тело может, в одном случае, являться
материальной точкой , а в другом - нет

Встань у восточного угла крайнего дома села лицом на север , пройдя 120 шагов, поверни лицом на восток и пройди 200 шагов.
В этом месте вырой яму в 100 локтей и найдешь 100 талантов золота
Определите основную задачу
механики?
Что в данном тексте является телом
отсчета, системой координат?

Опишите положение шарика в двух случаях.
В чем отличие? тело отсчета
система координат
прибор для отсчета
времени
X
Z
Y
0
СИСТЕМА ОТСЧЕТА

Задача: Человек , первоначально находившийся в точке
с координатами (0; 0) начал двигаться и за 1 час прошел 5 км.
Сможите ли Вы определить положение человека через 1 час?
5 км
5 км
5 км
2,5 км
Вывод: Для нахождения положения тела в любой момент времени необходимо знать направление отрезка прямой, соединяющей начальное и конечное положение тела
Тело
Перемещением тела ( материальной
точки) называют направленный отрезок прямой, соединяющий начальное положение тела с его последующим положением.
S
S - путь
S - перемещение
S

S
S
S= 2 Пr
S = 0
Путь и перемещение могут совпадать
при прямолинейном движении
в одном направлении
Перемещение может быть равным нулю
при ненулевом пути
если начальное и конечное положение
тела совпадают
Проекции вектора на оси координат
Проекция вектора на ось - отрезок, соединяющий проекцию начала вектора и проекцию его конца
0
Х
а
ах
проекция начала
проекция конца
в
проекция конца
проекция начала
Проекция вектора - скалярная величина
вх

Знаки проекций
а
в
с
х
aх> 0
вх< 0
сх= 0
Проекция вектора положительна, если от проекции начала вектора к проекции его конца надо двигаться по направлению оси
Проекция вектора отрицательна, если от проекции начала вектора к проекции его конца надо двигаться в направлении,
противоположном направлению оси
Проекция вектора равна нулю,
если вектор перпендикулярен
оси координат
У
Х
n
m
c
k
0
ЗАДАНИЕ:
Определите знаки проекций векторов,
изображенных на рисунке,
на оси координат

О движении тела мы судим по изменению его положения,
т.е. по изменению координаты с течением времени.
Очевидно, что должна существовать связь между
перемещением тела и его координатами.
х0
х
Х
У
у0
у
S
Sу
Sх
sx = х - х0
sy = y - y0
х = х0 + sx
y = y0 + sy

Порадуемся все вместе тому, что теперь мы знаем
Что такое механическое движение
Какое движение называется поступательным
В каком случае тело можно считать материальной точкой
Сколькими координатами определяется положение тела
на прямой
на плоскости
в пространстве
Что такое система отсчета
Известно нам и определение перемещения
В каком случае путь и перемещение совпадают
Что такое проекция вектора
В каком случае проекция вектора
положительна
отрицательна
равна нулю
А к следующему уроку назубок выучим формулы !!!

направление
движения
величина (модуль)
скорости
Скорость кроме числового значения, имеет и направление.
Скорость – векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения положения тела в пространстве.

равномерное неравномерное
Механическое движение
( по скорости)

Равномерное движение – движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит равные расстояния.

На рис. показаны движущиеся тела: катящийся мяч, движущийся трактор и автобус.
Какие тела движутся равномерно?
Определите вид движения.
√

По графику скорости можно определить:
а) вид движения;
б) скорость движения; в) путь, пройденный телом за время t.
50 -
40 - 1 тело
30 -
20 -
10 - 2 тело
0 1 2 3 4 5
График скорости равномерного движения.

По графику пути можно определить:
а) вид движения;
б) путь, пройденный телом за время t ;
в) скорость движения.
s, м 1 тело
120 Какое тело
90 2 тело движется
60 быстрей?
30
0
1 2 3 4 5 t, c
График пути при равномерном движении.

А В
город город
Неравномерное движение можно характеризовать средней скоростью:
(весь)
(все)
Неравномерное движение.

s, м
120 III
90
60 II
30 I
0
1 2 3 4 5 6 t, c
График переменного движения.

Определите:
1) Характер движения тел.
2) Какое из тел двигалось быстрее?
3) Каковы скорости движения тел?
4) Путь, пройденный телами за время 5 с.
25
20 1
15
10
5 2
0
1 2 3 4 5 6 t, c
Задача 1.
На рисунке даны графики зависимости скорости от времени для двух тел.

s, м
120 III
90
60 II
30 I
0
1 2 3 4 5 6 t, c
График переменного движения.

Определите:
1) Характер движения тел.
2) Какое из тел двигалось быстрее?
3) Каковы скорости движения тел?
4) Путь, пройденный телами за время 5 с.
s, км 1 тело
12
9
6 2 тело
3
0
1 2 3 4 5 t, ч
Задача 2.
На рисунке даны графики зависимости скорости от времени для двух тел.

КЛАССИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА.
ЗАКОНЫ НЬЮТОНА
Динамика – раздел механики, посвященный
изучению движения материальных тел под
действием приложенных к ним сил.
В основе классической динамики лежат
законы Ньютона.
Как и другие принципы, лежащие в основе
физики, они являются обобщением опытных
фактов.

Оказывается можно найти такую систему
отсчета, в которой законы механики имеют
наиболее простой вид.
Это система отсчета с однородным и
изотропным пространством и однородным
временем.
Такая система отсчета называется инерциальной.

r2 = r1 + vt
y2
y1
К1
К2
x2
x1
r1
r2
υt

2.3. Второй закон Ньютона.
Основные понятия

Импульс или количество движения
материальной точки является вектор, равный
произведению массы точки на ее скорость:
p = mv.
Импульсом или количеством движения
системы материальных точек назовем
векторную сумму импульсов отдельных
материальных точек, из которых эта система
состоит.
Для системы из двух материальных точек
p = p1 + p2 = m1v1 + m2v2.

Соотношение ma = Fрез предполагает аддитивность масс и векторный закон сложения сил.
Аддитивность масс означает, что если соединить вместе два тела с массами mA и mB, то масса такого тела будет равна
m = mA + mB.

2.4. Третий закон Ньютона

[F1 (2) + F2 (1)] + [F2 (3) + F3 (2)] + F = (m1 + m2 + m3)a,

m
F
Fg
F1
F2

m
F
Fg
F1
F2

2.5. Наклонная плоскость

a
б
mg
mg
m
FN
Ff
FN
Ff
Fрез
θ
a
θ
Fрез=mg+FN+Ff